專利名稱：一種用于固定運行線路上的車輛的定位設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于固定運行線路上的車輛的定位設備，具體的說是 一種利用無線網絡進行公共交通車輛定位的設備。
背景技術：
"公交優(yōu)先"近年來得到交通部門的日益重視，公共交通條件有了很大改善， 但是在提高公交效能方面仍有很大發(fā)展空間。
現(xiàn)有公交車通常都是獨立運行，司機無法知道同一線路上其它車輛所在的 位置，不能調節(jié)本車車速并與其它車輛保持合適的相對距離。常常導致相鄰兩 輛公交車相距太遠或者太近，甚至發(fā)生后車超過前車的情況。對于站臺等車的 群眾而言，不知到公交車目前所在的位置，等車時間間隔變化不定，有時候等
車時間要很久，因此失去耐心改乘其它車輛；有的時候兩輛同一線路的公交車 會同時到達，導致后面一輛少載或者空載。這些情況對乘車的便利性和舒適性 產生負面影響，公交車的運力也不能被充分利用。
另一方面，目前許多公交車輛己經配備了電腦報站器，可以在車輛將要或 者到達站臺的時候對乘客報站，告知目前車輛所在位置。實際上，當司機按下 報站按鈕時，車輛目前所在的位置代碼已經被輸入到報站器中，但是現(xiàn)有的電 腦報站器不能向同一線路的其他車輛或者公交指揮中心報告自己所在位置，也 不能接收其它車輛的位置信息，不能起到定位和導航的作用。
此外，部分公交車上己經配備了移動數(shù)字電視，通過無線數(shù)字信號發(fā)射和 地面數(shù)字接收的方式來播放和接收電視節(jié)目，這是一個可以傳遞信息的無線通 訊網絡。但是目前移動數(shù)字電視也不能為公交車司機提供定位和導航的功能。
GPS定位是目前最主要的定位導航技術，它能提供本車所在的絕對地理位 置，但是其缺點是成本高，定位不準確，不能知道同一線路其它公交車的相對 位置，不適于在公交車輛應用。其它的定位導航方法，比如采用紅外線發(fā)送定 位信息或者電子標簽定位等也因為成本等各種弊端無法推廣。 發(fā)明內容
本實用新型的目的在于克服上述不足之處，結合現(xiàn)有電腦報站器的報站功 能和無線通信技術，提供一種用于固定運行線路上的車輛的定位設備，其最典 型的應用是在公共交通車輛上。
按照本實用新型提供的技術方案， 一種用于固定運行線路上的車輛的定位 設備，在車輛上安裝通過無線通訊網絡將車輛自身的位置信息發(fā)送給其它車輛， 并接收來自其它車輛的位置信息的定位裝置。所述定位裝置包括處理器、天線、 信息顯示模塊，還包括按鍵、揚聲器和電源。所述處理器分別連接所述天線、 信息顯示模塊、按鍵、揚聲器和電源。所述定位裝置封裝于外殼內。
所述定位裝置發(fā)送位置信息時采用手動觸發(fā)或定時觸發(fā)，或通過公交車上的電腦報站器的報站按鈕觸發(fā)。
所述定位設備還包括用于接收來自所有車輛的位置信息并綜合顯示，并結 合車輛運行情況發(fā)送指揮命令到特定車輛上的定位裝置的指揮系統(tǒng)；所述指揮 系統(tǒng)包括綜合處理模塊、天線、信息顯示模塊，還包括按鍵、揚聲器和電源； 所述綜合處理模塊分別連接所述天線、信息顯示模塊、按鍵、揚聲器和電源。 所述處理器還連接有用于司機和指揮人員進行通話的麥克風。 所述定位設備還包括用于接收對應線路上部分或所有車輛的位置信息并顯 示，并根據車輛位置向等車群眾預告車輛到站時間的電子站牌；所述電子站牌 包括依次連接的天線、處理電路和電子站牌顯示屏；所述電子站牌設置于各公 交站臺。
所述定位裝置和所述指揮系統(tǒng)還連接有通過無線通訊網絡把車輛的位置信 息發(fā)送到特定人群的手機上的通訊模塊。
所述無線通訊網絡采用現(xiàn)有的手機通訊網絡或移動數(shù)字電視的通訊網絡， 或單獨修建。
所述信息顯示模塊采用發(fā)光二極管和/或液晶顯示屏。 本實用新型與已有技術相比具有以下優(yōu)點
本實用新型利用定位裝置和無線通訊網絡，實現(xiàn)了一個車輛群組之間的相 互通信，用約定的代碼向對方報告自身所在位置，并接收來自其它車輛的位置 信息，從而實現(xiàn)相對定位。車輛的位置信息還可以被發(fā)送給公交指揮中心、站 臺上的電子站牌和特定人群的手機為其提供參考。公交指揮中心還可以發(fā)送命 令到特定的公交車上。本實用新型典型的應用領域是為在固定線路上運行的車 輛提供定位信息，尤其是為公交車輛的定位、導航和管理提供信息。該裝置成 本低，操作簡單。除了報站器的必須功能，公交車司機不必對該裝置進行過多 額外的操作，不影響司機的安全駕駛。

圖1為本實用新型結構示意圖。
圖2為當車B將自身位置信息發(fā)出時的信息傳遞路線圖。 圖3為各信息接收和發(fā)送對象的關系圖。
圖4為電子站牌或公交車輛上顯示當前公交車輛位置的一種形式。 圖5為公交車輛上顯示當前公交車輛位置的第二種形式。 圖6為公交車輛上顯示當前公交車輛位置的第三種形式。 圖7為公交車輛上顯示當前公交車輛位置的第四種形式。 圖8為公交車輛上顯示當前公交車輛位置的第五種形式。 圖9為定位裝置用來輸入位置信息的一種形式。 圖IO為定位裝置的一種控制及顯示面板。
具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
如圖1所示，本實用新型所述定位裝置通過無線通訊網絡將車輛自身的位 置信息發(fā)送給其它車輛，并接收和顯示來自其它車輛的位置信息，從而達到相對定位的目的。所述定位裝置包括處理器、天線、信息顯示模塊，還包括按鍵、 揚聲器和電源；所述處理器分別連接所述天線、信息顯示模塊、按鍵、揚聲器 和電源；所述定位裝置封裝于外殼內。
所述處理器可采用包含單片機系統(tǒng)的電路板，完成和天線之間的信號發(fā)送 和接收以及信號的處理。所述處理器還可以連接報站模塊，代替公交車上的電 腦報站器；還可以連接擴展通訊接口，如RS232接口、 CAN總線和網口；也可 以連接麥克風，用于與車輛指揮中心的指揮系統(tǒng)進行通話。
所述信息顯示模塊可采用液晶顯示屏(LCD)和發(fā)光二極管(LED)或其 中之一。
所述車輛指揮中心的指揮系統(tǒng)接收來自所有車輛的位置信息并綜合顯示， 并結合車輛運行情況發(fā)送指揮命令到特定車輛上的定位裝置。所述指揮系統(tǒng)包 括綜合處理模塊、天線、信息顯示模塊，還包括按鍵、揚聲器和電源；所述綜 合處理模塊分別連接所述天線、信息顯示模塊、按鍵、揚聲器和電源。
所述指揮系統(tǒng)和所述車輛上的定位裝置大部分一樣，區(qū)別在于指揮系統(tǒng)還
包括一套電腦設備，可以借助專用軟件對所有的車輛位置綜合顯示、分析、統(tǒng)
計、保存、打印等功能。即所述綜合處理模塊可采用包含單片機系統(tǒng)的電路板
與所述電腦設備的結合。所述電腦設備可以包括一套多媒體外設，如麥克風、 音箱等等。
本實用新型的工作過程涉及五個部分
第一部分，在公交車輛上的定位裝置，其本質上是一種新型的車載電腦報 站器，可在現(xiàn)有電腦報站器的基礎上進行功能擴展，添加了天線、信息發(fā)送/接 收、定位和信息顯示功能，將本車的位置信息發(fā)送給同一線路上其它車輛和公 交指揮中心，并接收和顯示同一線路其它車輛的位置信息和來自公交指揮中心 的指令。
第二部分，為該系統(tǒng)的信息發(fā)送和接收提供服務的無線通訊網絡，該網絡
可以單獨修建，更可以利用現(xiàn)有的手機通訊網絡(比如基于GPRS，CDMA或者 3G技術的無線通訊網絡)或者移動數(shù)字電視的通訊網絡。
第三部分，在公交指揮中心的指揮系統(tǒng)，它接收來自于所有公交車輛的位 置信息并綜合顯示，并結合實際情況發(fā)送命令到特定公交車輛上的定位裝置， 對應車輛的司機收到命令后可以對其車速甚至行駛路線進行調整。
第四部分，在站臺上的電子站牌。該站牌帶有信息接收功能，可以接收該 線路上部分或者所有公交車輛的位置信息并顯示，還可以根據目前車輛位置向 等車群眾預告車輛到站時間。
第五部分，特定人群的手機及配套軟件，可以把公交車輛的位置信息發(fā)送 到特定人群的手機上為其趕乘公交車提供信息。
在該系統(tǒng)中，第一部和第二部分是必須的；第三部分，第四部分和第五部 分是可選的。
將本實用新型中的第一部分用于公交車上有三種形式。第一，去掉車上原 有的只具有報站功能的報站器，從新安裝這種新型的車載電腦報站器，即該裝置同時具有報站、信息發(fā)送和接收、定位以及顯示位置信息等功能；第二，保 留車上現(xiàn)有的電腦報站器，將本實用新型做成配套裝置使用，通過具有標準協(xié) 議的接口 (比如RS232接口或者CAN總線)將車輛的位置信息從報站器讀取到 本實用新型的定位裝置中，此時該定位裝置不需要報站功能，只需要信息發(fā)送 和接收、定位以及顯示位置信息等功能；第三，如果保留車上現(xiàn)有的電腦報站 器并且沒有標準通訊接口不能輸出位置信息，也可以按照第二種形式將本實用 新型做成獨立的裝置使用，這種情況下該定位裝置還要有單獨的信息輸入模塊， 每次車輛到站司機使用報站器報站時還需要將車輛位置信息輸入到該裝置中， 需要額外的操作。第三種形式的應用價值比較小，第一種和第二種形式的應用 價值比較高。
一種典型的情況如圖2所示，在同一條公交線路上共有4輛公交車正在運 行，按照先后順序分別命名為車A，車B,車C和車D。每輛車配有本實用新型中 的定位裝置，該裝置同時集成了報站器的功能，與此同時公交指揮中心有一套 對應的指揮系統(tǒng)，在每個站臺上有電子站牌，相互之間借助無線通訊網絡通訊。 假設該公交線路共有25個站臺，依次標記為l， 2， 3，......直到25。相鄰2輛
車之間理想的路程間隔大約是6個站臺。此時，車A、車B、車C和車D分別 到達了站臺l、 7、 13和19，對應位置的LED就被打開，其它沒有公交車的站 臺對應位置的LED就被關閉。當車B到達站臺13時，車B的司機按下報站按 鈕報站，同時車輛的位置信息被輸入到該定位裝置中，信息發(fā)送模塊采用手動 觸發(fā)或者定時自動觸發(fā)的方式將信息發(fā)出。該信息包括車B的代碼，所在站臺 的代碼，也可以包括車B到達該站臺的時間，信息發(fā)送時間，以及其它有益信 息，比如道路堵塞信息，車輛故障求救信息，車輛滿載或者空載信息等。這些 信息借助無線通訊網絡(比如中國移動)被發(fā)送給前面的車A，后面的車C，車 D及公交指揮中心，此外，這些信息也被發(fā)送到該路線中的全部站臺或者部分 站臺(比如僅僅發(fā)送給車B前面的站臺14至18，可以減少網絡流量)。還可以 將這些信息發(fā)送到指定人群的手機上。
信息相互發(fā)送的關系如圖3所示。每輛車都采用上述的方法進行操作。該 裝置的信息接收模塊會實時的接收來自其它車輛的位置信息和公交指揮中心的 指令。該裝置的信息顯示模塊可以采用信號燈或者數(shù)字、字母等容易察看和理 解的方式顯示接收到的信息。這樣每輛車上該裝置的顯示面板上就可以顯示全 部4輛車的位置信息，本車司機就可以掌握其它3輛車的位置及相關信息，可 以適當調節(jié)本車車速從而達到與前后公交車輛保持合適的相對距離或者時間間 隔。
如圖4、圖5和圖6所示，用LED來顯示公交車所在位置。圖4是在站臺 上的電子站牌或者在公交車輛上顯示當前公交車輛位置的一種形式，這里用站 01，站02,......站25等來表示對應的站臺名字，實際應用中應該用真實的站臺
名字來替換。圓形的位置是表示LED，用LED的開和關來表示當前位置是否有 公交車輛。圖5是在公交車輛上該裝置顯示當前公交車輛位置的第二種形式， 與圖4相比用數(shù)字代替了站臺名字，對顯示的內容進行了簡化。圖6是在公交車輛上該裝置顯示當前公交車輛位置的第三種形式，可以單排布置，也可以多
排布置，與圖5相比省略了站臺數(shù)字，對顯示的內容進行了進一步的簡化。
如圖7、圖8所示，用數(shù)字的形式來顯示公交車所在位置。圖7是在公交車 輛上該裝置顯示當前公交車輛位置的第四種形式，直接用數(shù)字來顯示該線路上 公交車所在的站臺序號，這里的Ol, 07， 13， 19分別表示車A,車B，車C和車D 分別在第l站臺，第7站臺，第13站臺和第19站臺。圖8是在公交車B上該 裝置顯示當前公交車輛位置的第五種形式，這里的數(shù)字用來表示公交車之間的 站臺數(shù)量的差。12表示車B和車D相差12個站臺，左側的6表示車B和車C 相差6個站臺，0表示車B和車B本身相差0個站臺，右側的6表示車B和車 A相差6個站臺，以此類推。
將站臺位置輸入到該裝置中的方法可以借鑒現(xiàn)有公交車報站器的操作方 法。通常，公交車報站器的操作面板上有"+"和"-"兩個功能按鍵和一個顯示屏幕， 如圖9所示，這里的"13"表示該車目前所在的位置是第13站臺。通過"+"和"-" 按鍵將站臺號輸入該裝置。比如，車輛到達站臺1，就按一次"+"按鍵，屏幕顯 示"r'，報站器的喇叭會播報站臺l對應的站名；到達站臺2，就再按一次"+"按 鍵，屏幕顯示"2"，報站器的喇叭會播報站臺2對應的站名。依次類推，當?shù)竭_ 站臺13時，已經按了 13次"+"，屏幕顯示"13"，報站器的喇叭會播報站臺13 對應的站名。如果因為誤操作多按了一次"+"按鍵，可以按一次"-"按鍵來改正輸 入。
圖IO是在公交車輛上該裝置的一種典型的信息輸入及顯示面板。在面板上 半部分有兩排LED,序號從1到30，分別表示第1到第30站臺。LED的數(shù)量 和布局可以根據實際需要來增減和修改。圖中的1， 7， 13， 19號LED亮，表 示這些站臺有公交車到達，其它燈熄滅表示這里沒有公交車。圖中的"13"表示該 裝置所在的公交車目前到達了第13站臺。這里采用了上述的第一種應用模式， 即該裝置集成了電腦報站器。司機通過按"+"或者"-"按鍵進行報站和車輛位置信 息的更新，同時觸發(fā)了該裝置中的信息發(fā)送模塊將包含本車位置的信息通過無 線通訊網絡發(fā)出。
通常情況下，司機會在車輛到達下一站之前的行進過程中按下"+"按鍵進行 報站，如果同時更新車輛位置信息那么時間就不夠精確。更為完善的方法是引 入車速信號作為輔助判斷條件，當司機按下"+"按鍵時并不馬上更新車輛位置信 息，當車速降為零(意味著車輛到站停靠)的時候再更新車輛位置信息，這樣 更新位置的時間才是準確的。這個時候再觸發(fā)信息發(fā)送模塊將位置信息發(fā)出就 更為合理。
控制面板上的"A1"， "A2"，到"A5，，可以是報站器通常的播報信息按鍵，可 以觸發(fā)播報常用語音，比如"車輛上下橋，請乘客把好扶手"，"車輛拐彎......"，
"車輛停靠請當心"等語音信息。控制面板上的"B1"、 "B2"到"B5"按鍵可以是需 要發(fā)送的關于車輛狀態(tài)的信息，比如"堵車"，"車輛故障"，"車輛滿載"，"車輛 空載"等信息，這些信息可以連同車輛位置信息一起被發(fā)出。這些按鍵的數(shù)量和 對應的內容可以根據實際需要來增減和修改。將本實用新型用于公交車定位有如下益處。第一，公交車司機可以獲得同 一條線路上前后公交車輛的所在位置，可以適當調節(jié)本車車速從而達到與前后 公交車輛保持合適的相對距離或者時間間隔。第二，公交指揮中心能夠得到所
有公交車輛目前所在的位置和運行狀況，可以為綜合調度，考勤管理，運營管 理(比如車速控制)等目的提供依據。第三，站臺上的電子站牌可以接收該線 路上部分或者所有公交車輛的位置信息并顯示，還可以根據目前車輛位置向等 車群眾預告車輛到站時間。第四，特定人群可以通過手機得到該線路上的公交 車輛所在位置，可以為趕乘公交車提供參考。
本實用新型最主要的應用領域是對公交車的定位導航，還適用于其它有固 定行車路線的車輛，比如軌道交通，公司為員工提供的通勤班車以及物流公司 的載貨汽車。
權利要求1、一種用于固定運行線路上的車輛的定位設備，其特征是在車輛上安裝通過無線通訊網絡將車輛自身的位置信息發(fā)送給其它車輛，并接收來自其它車輛的位置信息的定位裝置；所述定位裝置包括處理器、天線、信息顯示模塊，還包括按鍵、揚聲器和電源；所述處理器分別連接所述天線、信息顯示模塊、按鍵、揚聲器和電源；所述定位裝置封裝于外殼內。
2、 根據權利要求1所述的用于固定運行線路上的車輛的定位設備，其特征 在于，所述定位裝置發(fā)送位置信息時采用手動觸發(fā)或定時觸發(fā)，或通過公交車 上的電腦報站器的報站按鈕觸發(fā)。
3、 根據權利要求1所述的用于固定運行線路上的車輛的定位設備，其特征在于，所述定位設備還包括用于接收來自所有車輛的位置信息并綜合顯示，并 結合車輛運行情況發(fā)送指揮命令到特定車輛上的定位裝置的指揮系統(tǒng)；所述指揮系統(tǒng)包括綜合處理模塊、天線、信息顯示模塊，還包括按鍵、揚聲器和電源; 所述綜合處理模塊分別連接所述天線、信息顯示模塊、按鍵、揚聲器和電源。
4、 根據權利要求1所述的用于固定運行線路上的車輛的定位設備，其特征 在于，所述處理器還連接有用于司機和指揮人員進行通話的麥克風。
5、 根據權利要求1所述的用于固定運行線路上的車輛的定位設備，其特征 在于，所述定位設備還包括用于接收對應線路上部分或所有車輛的位置信息并 顯示，并根據車輛位置向等車群眾預告車輛到站時間的電子站牌；所述電子站 牌包括依次連接的天線、處理電路和電子站牌顯示屏；所述電子站牌設置于各 公交站臺。
6、 根據權利要求1和3所述的用于固定運行線路上的車輛的定位設備，其 特征在于，所述定位裝置和所述指揮系統(tǒng)還連接有通過無線通訊網絡把車輛的 位置信息發(fā)送到特定人群的手機上的通訊模塊。
7、 根據權利要求1或6所述的用于固定運行線路上的車輛的定位設備，其 特征在于，所述無線通訊網絡采用現(xiàn)有的手機通訊網絡或移動數(shù)字電視的通訊 網絡，或單獨修建。
8、 根據權利要求1和3所述的用于固定運行線路上的車輛的定位設備，其 特征在于，所述信息顯示模塊采用發(fā)光二極管和/或液晶顯示屏。
專利摘要本實用新型涉及一種用于固定運行線路上的車輛的定位設備，其包括安裝在車輛上的定位裝置，公交指揮中心的指揮系統(tǒng)，以及站臺上的電子站牌。其優(yōu)點是利用定位裝置和無線通訊網絡，實現(xiàn)了一個車輛群組之間的通信，用約定的代碼向對方報告自身所在位置，并接收來自其它車輛的位置信息，從而實現(xiàn)相對定位；車輛的位置信息還可以被發(fā)送給公交指揮中心、站臺上的電子站牌和特定人群的手機為其提供參考；公交指揮中心還可以發(fā)送命令到特定的公交車上。本實用新型典型的應用領域是為在固定線路上運行的車輛提供定位信息，尤其是為公交車輛的定位、導航和管理提供信息。其成本低，操作簡單。
文檔編號G08G1/123GK201331845SQ20092003795
公開日2009年10月21日 申請日期2009年1月14日 優(yōu)先權日2009年1月14日
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